分子動力学（MD）計算において最も頻繁に使われる分子として水分子H2Oがあります。
水そのものの性質を調べることはもちろん、それ以外にも水溶媒中の生体高分子等の計算にも水分子は必要であり、そのモデルの正確性は結果に大きく影響し重要です。
３相互作用点水モデル
現在最もよく使われる水のモデルは各Ｏ原子、Ｈ原子２原子それぞれに１つずつ相互作用点を配置し剛体として扱う３相互作用点剛体モデルの一種であるTIP3Pモデルで、AMBERでもデフォルトだとこのTIP3Pモデルが使われます。
ただしTIP3Pモデルには拡散係数が実験値より２倍以上大きいという欠点があります。
他にも代表的な３相互作用点剛体モデルとしてSPC, SPC/Eモデルが、また使用頻度は低いですが剛体として扱わずOH間の振動等の分子内自由度を付与したモデルとしてSPC/Fモデルがあります
４以上の相互作用点を持つ水モデル
より忠実に水分子の性質を再現することを目的として相互作用点を４以上に増やした水モデルもあります。
最も代表的なものが４相互作用点剛体モデルであるTIP4Pモデルであり、酸素原子の電荷の位置を少しH原子側にずらしています。（図中のEP）
また５相互作用点剛体モデルとしてTIP5Pモデルがあり、酸素原子の孤立電子対が広がっている位置に２点の電荷を配置しています。（図中のEP×２）
特に３相互作用点モデルは氷の立体構造を保つことができない一方、TIP4P、TIP5Pは氷の構造を保つことが知られています。
またTIP5Pでは水の密度が４℃で極大になることを再現できます。
これら水モデルの比較についての詳しい記述が書籍「すぐできる分子シミュレーションビギナーズマニュアル」のＡ１２章にあります。
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各モデルの使用頻度
使用頻度を以前にDFT法で行ったように（DFT計算でB3LYPがどれだけ使われているかを調査）Scirusで調べてみました。
| 検索ワード | 件数 |
|---|---|
| "molecular dynamics" "TIP3P water" | 4030 |
| "molecular dynamics" "TIP4P water" | 1172 |
| "molecular dynamics" "TIP5P water" | 255 |
| "molecular dynamics" "SPC water" | 2473 |
| "molecular dynamics" "SPC/E water" | 1803 |
| "molecular dynamics" "SPC/F water" | 19 |
TIP3Pが一番多いですが、SPC, SPC/Eモデルの使用頻度も思ったより大きい結果でした。
